為什麼 iPhone 的螢幕下鏡頭更難做？

每代蘋果新機發表後總有兩種激烈言論，一是對新品點評，二是對下三代 iPhone 的大膽預測。iPhone 15 上市後半年，螢幕下鏡頭成了許多媒體關注的焦點。

前段時間 Macrumor 爆料，蘋果韓國供應商已開始研發智慧手機螢幕下鏡頭，另一邊馬上有網友指正五年前就有類似傳言。不知什麼時候才能看見下圖 iPhone，但看見實機前，這種爭論會一直下去。

相較 Android 越做越小的前鏡頭，甚至爭先嘗試「真全螢幕」方案，蘋果倒像坐在場邊的觀眾，在同時空卻沒參賽，還置身事外堅守螢幕上方那顆黑藥丸。要了解蘋果為什麼遲遲不推萬眾矚目的螢幕下鏡頭，要先弄清一個問題：

前置模組對蘋果來說為何如此重要？

家具越多，房子越大

蘋果瀏海裡暗藏玄機大家都知道，前置模組包括「紅外鏡頭」、「泛光感測元件」、「揚聲器」等八個零件，從這角度審視，能理解瀏海存在，紅外鏡頭、點陣投影器和前置鏡頭，是蘋果執著保留大模組的根本原因。儘管 iPhone 15 全系都有「動態島」，許多感測器都重新設計，但三兄弟還是屹立「島」中央。

iPhone 對拍照一直都有獨到理解，評測網站 DXOMARK 將 iPhone 15 Pro Max「自拍效果」評分列為近兩年榜首，即使去年 14 依然能在 2023 年新機海裡取得並列第二的優異成績。

（Source：DXOMARK）

iPhone 紙上數據一直都不是最好，但所有攝影測評橫向對比絕對不會少了蘋果，照片風格也不是最討喜，但自然成像效果攻佔各大榜單。網路互動頻繁的年代，自拍直播、視訊通話、線上會議都需要前置鏡頭，故 iPhone 將前置攝影權重提到很高的位置。

「紅外鏡頭」和「點陣投影器」孿生兄弟，融合成蘋果生態把關者：Face ID。經常能聽到蘋果使用者抱怨 iPhone 續航和訊號，但鮮少聽到蘋果安全性不好，得益於蘋果深耕安全驗證。早在 2017 年 Face ID 就加入蘋果生態，同時 iPhone 還拋棄了自家 Touch ID。

臉部辨識的安全性是指紋解鎖不可比擬，「3D 結構光雙鏡頭」解鎖原理有點艱澀，挑重點闡述。「支付等級」臉部解鎖，是對 Face ID 最大的誇獎，連金庫都能放心託付，當然有些不可逾越的門檻，「點陣投影器」就是大功臣。鏡頭將看不見的 IR Dot 投影到人臉，形成有三萬點陣組的 3D 模型，用紅外鏡頭掃描虛擬臉部，和手機點陣資訊匹配，確認解鎖人是否為手機主人。

臉部數據的安全性比指紋方案高 20 倍，相同指紋解鎖手機機率是五萬分之一，Face ID 機率縮小到百萬分之一。臉部辨識升級多年後，用戶可戴口罩、眼鏡、帽子時使用，但用照片甚至 1:1 模型都不能解鎖。

為了防止機主睡覺時被他人拿手機強行解鎖，Face ID 還加入「注意力檢測」，只有機主注意力落在手機螢幕，iPhone 才會解鎖，美觀、全螢幕等特點在「安全」和「影像」面前都能妥協。蘋果的固執沒有遇見「完美」螢幕下技術前，會讓瀏海和藥丸一直在。

不過接連爆出幾項蘋果申請專利，好像讓遠在天邊的真全螢幕有點苗頭。

堵住缺口的三劍客

已有螢幕下鏡頭的中興、小米、OPPO、三星等，雖然叫法不同，但「鏡頭消失術」的底層邏輯大同小異。OLED 不透光，所以要做到既能看到螢幕，又能讓鏡頭從螢幕下看到我們，就需前置鏡頭區域增加螢幕透光性，不論圖元縫隙變大，還是扣掉部分圖元，最終效果就是光能順利穿過縫隙進入鏡頭。

蘋果也是用相同原理設計螢幕下鏡頭，但比起其他廠商，iPhone 螢幕下鏡頭有兩個原生難題需面對：

搭載 FaceID 的 iPhone 有更大前置模組需隱藏。
更大模組需更大透光區。

紅魔 9 Pro 是市面將「螢幕下區」和「主螢幕區」解析度差異控制較好的手機，體驗後大部分場景都感受不到解析度缺失的突兀，但這也是建立在只有一顆鏡頭的前提下才能實現的效果。蘋果專利文件用「整合＋隱藏」盡可能縮小螢幕解析度的影響。

編號 20240077648 專利提及名為「點陣投影器和泛光照明器整合」技術。泛光照明器就是上文提到的紅外鏡頭，發射紅外光幫助手機辨識臉部，判定使用者是否直視螢幕，以確保只有使用者本人才能解鎖螢幕。蘋果能將泛光照明器和點陣投影儀組合成單個緊湊投影模組，將感測器面積縮小到原來一半，減少螢幕下區域。

另一份專利「平面光波導」，是上述整合技術的延伸。傳統前置模組環境光感測、圖像捕獲、手勢辨識和近端感測等模組，需各種物理孔徑發射或接收不同光譜區域光輻射，才能完成操作指令，以及環境和消費者感測，目前大部分全螢幕手機螢幕才會留一抹黑，不是喜歡，而是必要。

不過平面光波導似乎解決這問題，可用手機螢幕平面光波導引導輻射穿過表面，卻不干擾顯示功能。去掉晦澀深奧的專業詞語：有了它，大部分感測器（除了鏡頭）即使放在螢幕下也不影響使用，就和手機指紋解鎖同道理。理論上，蘋果這套組合拳縮小前置模組，也縮小降低螢幕解析度面積，主螢幕需妥協的只剩前置光學鏡頭了。

所以 iPhone 16 渲染圖也不無道理。但要真‧全螢幕，就無法不理鏡頭，模組上方解析度終究還是和主螢幕有區別，即使紅魔 9 Pro 依然會在淺色介面看到「紗窗般」螢幕下區域，蘋果第三劍客就是專為此而生。

首先圖元特殊「W」排列法，增加透光率、減少衍射現象，避免自拍出現「光暈」和「霧化感」。接著元件（如觸控感測器金屬）不同場景可朝向或遠離相鄰圖元方向移動，減輕「圖元去除區」和「全圖元密度區」的顯示差別。從專利文件描述看，蘋果做到物理意義的可變解析度。

蘋果有個「小心機」，示意圖並沒有說螢幕下區域在哪，而是舉出可能出現的位置，這煙霧彈不亞於每年新 iPhone 發表前，網路歡樂猜測後置模組形狀。這兩年各廠商對全螢幕似乎失去興趣，一方面幾年過去，前後雙螢幕、翻轉鏡頭、滑蓋等都轉瞬即逝，點子很新鮮但市場不買單，現在技術水準「重量便攜」「圖元高清」「螢幕完整」的理想手機，只能滿足兩個。

完美三角捨棄的那一角也變成不同品牌、不同系列的特點。不完整螢幕也不算缺點，回到螢幕上方，猛然發現，挖空、瀏海或水滴不僅讓前置模組有發揮空間，還提供狀態列自然空間。螢幕下方案普及的那天，狀態欄該何去何從？廠商又會玩哪些花樣？還挺值期待。不過人們對完美螢幕的追求，讓這場曠日持久的「空間拉鋸戰」還在繼續，將來手機螢幕到底會長什麼樣子，其實早就有答案。

前蘋果首席設計師 Jony Ive 認為「無邊際泳池」會是將來手機螢幕的形態，從三星 Galaxy Note Edge 到華為 Mate 30 pro 一直都無意中貫徹這理念，但真正達到無邊視覺，就是那台擺在展櫃裡的小米 Mix α，只是這台機器離量產或離消費者還太遠。

幾份專利文件也算讓大家看到「全螢幕 iPhone」的希望，只是堅持寧缺毋濫的蘋果，找到完美螢幕的路上稍慢幾步，就像寧可家裡空空也不願改用不喜歡家具的賈伯斯，iPhone 設計一直保持這種理念，總是特立獨行，總是慢人一步，當然也會改變時引起世界關注。更重要的是，當把近年 iPhone 擺在一起，就能發現還是有悄悄進步。